§3.2 扩散现象的宏观规律幻灯片课件.pptVIP

? §3.2扩散现象的宏观规律 §3.2.1自扩散与互扩散 菲克定律 当物质中粒子数密度不均匀时，由于分子的热运动使粒子从数密度高的地方迁移到数密度低的地方的现象称为扩散。? (一)自扩散与互扩散（self-diffusion and inter-diffusion）? 实际的扩散过程都是较为复杂的，它常和多种因素有关系。 互扩散是发生在混合气体中，由于各成份的气体空间不均匀，各种成份分子均要从高密度区向低密度区迁移的现象。? 自扩散是互扩散的一种特例。这是一种使发生互扩散的两种气体分子的差异尽量变小，使它们相互扩散的速率趋于相等的互扩散过程 (二)菲克定律（Fick’s law） 1855年法国生理学家菲克（Fick,1829-1901）提出了描述扩散规律的基本公式——菲克定律。 在一维（如z )方向上的扩散粒子流dN/dt 与粒子数密度梯度dn/dz 及横截面积A成正比. 系数D 称为扩散系数，单位为m2/ s 负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散。 单位时间内气体扩散的总质量 dM/dt与密度梯度d?/ dz 之间的关系 粒子流密度 CO和氮气互扩散的例 [例5.3 ]两个容器的体积都为V，用长为L、截面积A很小（LAV）的水平管将两个容器相联通， 开始时左边容器中充有分压为p0的一氧化碳和分压为p - p0的氮气所组成的混合气体，右边容器中装有压强为p的纯氮气， 设一氧化碳向氮中扩散及氮向一氧化碳中扩散的扩散系数都是D，试求出左边容器中一氧化碳分压随时间变化的函数关系。 [解]设n1和n2分别为左、右两容器中一氧化碳的数密度， 管道中一氧化碳的数密度梯度为(n1-n2)/L 右边流向左边容器一氧化碳粒子流率为 在等式两边分别除以容器体积V，因